(57)【要約】【課題】  正歯形の精度の低下を抑制し、サイジング金型の寿命を高める粗歯車の設計方法を提供することを目的とする。【解決手段】所望する歯車の歯形である正歯形を歯車の外径側へ所定量移動させて仮歯形を形成し、仮歯形の歯底側を正歯形の歯底へ繋ぐとともに、歯底が繋がれた中間歯形の歯たけを正歯形の歯たけと同一になるよう中間歯形の歯先側を切除した形状に設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造にて粗歯車（Ｗ１）を形成後、サイジング加工にて所望する歯車（Ｗ２）を形成する粗歯車の設計方法において、所望する歯車（Ｗ２）の歯形である正歯形（Ｇ１）を歯車（Ｗ２）の外径側へ所定量（Ｐ）移動させて仮歯形（Ｇ２）を形成し、仮歯形（Ｇ２）の歯底（Ｇ２ａ）側を正歯形（Ｇ１）の歯底（Ｇ１ａ）へ繋ぐとともに、歯底（Ｇ１ａ）が繋がれた中間歯形（Ｇ３）の歯たけを正歯形（Ｇ１）の歯たけと同一になるよう中間歯形（Ｇ３）の歯先（Ｇ３ｂ）側を切除した形状に設定したことを特徴とする粗歯車の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鍛造にて粗歯車を形成後、サイジング加工にて所望する歯車を形成する場合の粗歯車の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より動力の伝達手段として多くの用途で歯車が使用されてきた。歯車は、図２の（イ）に示す如き平歯車Ｗ１０２ａや図５に示す如きかさ歯車Ｗ１０２ｂなど様々な種類のものがある。このような歯車Ｗ１０２は多くの場合、歯切り盤などを使用し切削加工により歯形が成形されていたが、切削加工は加工時間が長く、生産性が低いという不具合があった。そのため近年では、素材から複数回の鍛造工程を経て所望する歯車Ｗ１０２に近似する粗歯車Ｗ１０１を形成後、仕上げのサイジング加工を施し、歯車Ｗ１０２を形成していた。
【０００３】
ここで歯車Ｗ１０２を設計する場合、図６の（ア）に示す如く、歯車Ｗ１０２の歯形である正歯形Ｇ１０１はインボリュート歯形を基本に設定され、また図６の（イ）に示す如く、サイジング加工前の粗歯車Ｗ１０1の粗歯形Ｇ１０４は二点鎖線で示す正歯形Ｇ１０１の歯面にサイジング加工によるサイジング代をほぼ均等に所定量加えた形状に設定されていた。  
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記粗歯車の設計方法において、粗歯形Ｇ１０４は正歯形Ｇ１０１に対してサイジング代をほぼ均等に所定量加えているため、歯面全面に渡りバランスよくサイジング加工を行うことができると考えられる。しかし、粗歯形Ｇ１０４の歯先Ｇ１０４ｂ付近に関しては、歯面の中央付近と同一のサイジング代でサイジング加工を行うと、歯先Ｇ１０４ｂ付近でサイジング代が少なく欠肉等の発生の原因となり、正歯形Ｇ１０１の精度が低下するということがある。
【０００５】
そのため再設計にて、粗歯形Ｇ１０４の歯先Ｇ１０４ｂ付近の欠肉を抑えるため、歯先Ｇ１０４ｂ付近に予め余肉を加え、サイジング代を大きくすることが考えられる。しかし歯先Ｇ１０４ｂ付近のみサイジング代が大きくなるとサイジング金型の一部分のみに荷重負担がかかり、サイジング金型の寿命が低下するということがある。
【０００６】
そこで本発明は、正歯形の精度の低下を抑制し、サイジング金型の寿命を高める粗歯車の設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、所望する歯車の歯形である正歯形を歯車の外径側へ所定量移動させて仮歯形を形成し、仮歯形の歯底側を正歯形の歯底へ繋ぐとともに、歯底が繋がれた中間歯形の歯たけを正歯形の歯たけと同一になるよう中間歯形の歯先側を切除した形状に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の特徴の粗歯車の設計方法によれば、所望する歯車の歯形である正歯形を歯車の外径側へ所定量移動させて仮歯形を形成し、仮歯形の歯底側を正歯形の歯底へ繋ぐとともに、歯底が繋がれた中間歯形の歯たけを正歯形の歯たけと同一になるよう中間歯形の歯先側を切除した形状に設定するため、歯元から歯先に向かって理想的にサイジング代が大きくなるように設定できるので、サイジング加工において歯先付近に欠肉が発生することはない。またサイジング金型の一部のみに荷重負担がかかることはなく、サイジング金型の寿命を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
理想的なサイジング代を設定した粗歯車を設計する方法を実現した。
【実施例】
【００１０】
図１乃至図５は本発明の粗歯車の設計方法の実施例を示すもので、図１は粗歯車の設計方法を表す説明図、図２は粗歯車及び歯車を表す断面平面図、図３は粗歯車に鍛造にてサイジング加工を施す前の状態を表す部分断面平面図、図４は粗歯車に鍛造にてサイジング加工を施した後の状態を表す部分断面平面図、図５は他の歯車を表す断面平面図である。
【００１１】
まず、歯車について説明する。この歯車Ｗ２は、図２の（イ）に示す如く平歯車Ｗ２ａで、外周側に軸線方向に延びる複数の歯形（正歯形）Ｇ１と内周側に貫通する中心孔１２を有する。歯車Ｗ２の正歯形Ｇ１は、図１の（ア）に示す如くインボリュート歯形で、歯底Ｇ１ａから歯先Ｇ１ｂにかけて歯厚が漸次薄くなるよう形成されている。
【００１２】
上記平歯車Ｗ２ａを鍛造にて形成する場合、素材から複数回の鍛造工程を経て所望する歯車Ｗ２に近似する粗歯車Ｗ1（図２の（ア））を形成する。その後、仕上げのサイジング加工にて粗歯車Ｗ1の歯形（粗歯形）Ｇ４に設けられたサイジング代を修正し、所望する平歯車Ｗ２ａを形成する。
【００１３】
ここで上記サイジング加工前の粗歯車Ｗ1の設計方法について図１を基に説明する。
【００１４】
まず作業者は、マイクロコンピュータ等を使用して平歯車Ｗ２ａの諸元、例えば歯数やモジュール、圧力角、歯たけ、歯幅、基準ピッチ円直径などを決定して平歯車Ｗ２ａを設計する。このとき平歯車Ｗ２ａの歯形である正歯形Ｇ１は、図１の（ア）に示す如くインボリュート歯形である。この正歯形Ｇ１を第一ステップで平歯車Ｗ２ａの外径側へ所定量Ｐ、この場合、Ｐ＝歯たけの１／１５と設定し、その所定量Ｐ移動させて仮歯形Ｇ２（図１の（イ）の実線）を形成する。続いて、第二ステップで仮歯形Ｇ２の歯底Ｇ２ａ側を正歯形Ｇ１の歯底Ｇ１ａへ繋ぎ、歯たけが「正歯形Ｇ１の歯たけ＋所定量Ｐ」である中間歯形Ｇ３（図１の（ウ）の実線）を形成する。その後、第三ステップで中間歯形Ｇ３の歯たけが正歯形Ｇ１の歯たけと同一になるよう中間歯形Ｇ３の歯先Ｇ３ｂ側を切除した形状に設定し、粗歯車Ｗ1の粗歯形Ｇ４を設計する。
【００１５】
上述の如き粗歯車Ｗ1の設計により、歯底Ｇ４ａから歯先Ｇ４ｂに向けて漸次サイジング代が増加するように設定する。
【００１６】
次に実際に粗歯車Ｗ1から平歯車Ｗ２ａを形成するサイジング加工工程を説明する。
【００１７】
図３はサイジング加工前のサイジング装置３１を表し、可動型４１と固定型５１とからなる。固定型５１は、その内周に正歯形Ｇ１を成形するサイジング歯型５３を有するダイ５２と、そのダイ５２の外周側に配置されるダイホルダ５４とが焼き嵌めにて一体に固定され、ダイ５２の内周側には軸線方向に移動可能なカウンタピン５５が配置される。また可動型４１は、固定型５１の軸心に沿ってパンチ４２が配置される。この可動型４１は固定型５１に対して進退可能である。
【００１８】
上記サイジング装置３１で平歯車Ｗ２ａを形成するとき、可動型４１を上方で待機させた状態で粗歯車Ｗ1を固定型５１のカウンタピン５５上に載置し、続いて可動型４１を下降させる。パンチ４２が粗歯車Ｗ1に当接後、カウンタピン５５と一体に粗歯車Ｗ1を下方へ押し下げ、図４に示す如く、ダイ５２のサイジング歯型５３に倣って粗歯車Ｗ1の粗歯形Ｇ４にサイジング加工が施される。つまり粗歯車Ｗ1の粗歯形Ｇ４において、歯底Ｇ４ａ側ではサイジング代が小さく、歯先Ｇ４ｂに向かって漸次サイジング代が大きくなっているため、サイジング加工後の正歯形Ｇ１における欠肉の発生しやすい歯先Ｇ１ｂ付近に欠肉が発生しない。そしてその後、可動型４１が上方へ退避するとともに、カウンタピン５５が上昇し、平歯車Ｗ２ａはダイ５２から取り出され、サイジング加工が完了する。
【００１９】
よって上記粗歯車Ｗ1の設計方法によれば、歯底Ｇ４ａから歯先Ｇ４ｂに向けて漸次サイジング代が増加するように設定できるため、設計が容易となる。
【００２０】
また上述の如く設計された粗歯車Ｗ1にサイジング加工を施すと、歯先Ｇ１ｂ付近の欠肉の発生を抑制できる。
【００２１】
更に粗歯車Ｗ1のサイジング代が漸次増加するため、サイジング金型への荷重負担も漸次変化するため、一部分のみに過重負担が大きくなるということはない。
【００２２】
以上本発明の好適実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施例では歯車Ｗ２として平歯車Ｗ２ａを取り上げたが、歯車Ｗ２は平歯車Ｗ２ａに限定されるものではなく、図５に示す如く、かさ歯車Ｗ２ｂ等様々な歯車Ｗ２で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例の粗歯車の設計方法を表す説明図である。
【図２】粗歯車及び歯車を表す断面平面図である。
【図３】粗歯車に鍛造にてサイジング加工を施す前の状態を表す部分断面平面図である。
【図４】粗歯車に鍛造にてサイジング加工を施した後の状態を表す部分断面平面図である。
【図５】他の歯車を表す断面平面図である。
【図６】従来の粗歯車の設計方法を表す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
Ｇ１    正歯形
Ｇ１ａ  （正歯形の）歯底
Ｇ２    仮歯形
Ｇ２ａ  （仮歯形の）歯底
Ｇ３    中間歯形
Ｇ３ｂ  （中間歯形の）歯先
Ｐ      所定量
Ｗ１    粗歯車
Ｗ２    歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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